Foarmûnthâldlegeringen (SMA's) hawwe in karakteristike deformaasjereaksje op thermomechanyske stimuli. Thermomechanical stimuli ûntstiet út hege temperatuer, ferpleatsing, solid-to-solid transformaasje, ensfh (hege temperatuer hege-oarder faze wurdt neamd austenite, en lege temperatuer lege-oarder faze wurdt neamd martensite). Werhelle cyclic faze transysjes liede ta in stadichoan tanimmen fan dislocations, sadat de untransformed gebieten sille ferminderje de funksjonaliteit fan de SMA (neamd funksjonele wurgens) en produsearje microcracks, dat sil úteinlik liede ta fysike mislearjen as it oantal is grut genôch. Fansels sil it begripen fan it wurgenslibbensgedrach fan dizze alloys, it oplossen fan it probleem fan djoere komponintskrot, en it ferminderjen fan 'e materiaalûntwikkeling en produktûntwerpsyklus allegear enoarme ekonomyske druk generearje.
Thermo-meganyske wurgens is net foar in grut part ûndersocht, benammen it ûntbrekken fan ûndersyk nei fersprieding fan wurgens crack ûnder thermo-meganyske syklusen. Yn 'e iere ymplemintaasje fan SMA yn biomedisyn wie it fokus fan wurgensûndersyk it totale libben fan "defektfrije" samples ûnder cyclyske meganyske lesten. Yn applikaasjes mei lytse SMA mjitkunde hat wurgens crack groei bytsje effekt op it libben, sadat it ûndersyk rjochtet him op it foarkommen fan crack inisjatyf ynstee fan in kontrôle syn groei; yn riden, trilling reduksje en enerzjy absorption applikaasjes, is it nedich om te krijen macht fluch. SMA-komponinten binne meastentiids grut genôch om signifikante crack-propagaasje te behâlden foar mislearjen. Dêrom, om te foldwaan oan de nedige betrouberens en feiligens easken, is it nedich om folslein te begripen en kwantifisearje it gedrach fan wurgens crack groei troch de skea tolerânsje metoade. De tapassing fan skea tolerânsje metoaden dy't betrouwe op it konsept fan fraktuer meganika yn SMA is net simpel. Yn ferliking mei tradisjonele strukturele metalen stelt it bestean fan omkearbere faze-oergong en thermo-meganyske keppeling nije útdagings foar om effektyf de wurgens en oerlêstfraktuer fan SMA te beskriuwen.
Ûndersikers út Texas A&M University yn 'e Feriene Steaten útfierd suver meganyske en oandreaune wurgens crack groei eksperiminten yn Ni50.3Ti29.7Hf20 superalloy foar de earste kear, en foarstelde in yntegraal-basearre Paris-type macht wet útdrukking dat kin brûkt wurde foar Fit de wurgens crack groei rate ûnder ien parameter. It wurdt ôflaat fan dit dat de empiryske relaasje mei crack groei rate kin wurde fitted tusken ferskillende laden betingsten en geometryske konfiguraasjes, dat kin brûkt wurde as in potinsjele ferienige descriptor fan deformaasje crack groei yn SMAs. It relatearre papier waard publisearre yn Acta Materialia mei de titel "In ferienige beskriuwing fan meganyske en aktuaasjefatigens crackgroei yn foarmûnthâldlegeringen".
Papierkeppeling:
https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117155
De stúdzje fûn dat doe't Ni50.3Ti29.7Hf20 alloy wurdt ûnderwurpen oan uniaxial tensile test by 180 ℃, de austenite wurdt benammen elastysk ferfoarme ûnder lege stress nivo tidens it laden proses, en de Young syn modulus is oer 90GPa. As de stress berikt oer 300MPa Oan it begjin fan de positive faze transformaasje, austenite feroaret yn stress-induzearre martensite; by it lossen, ûndergiet stress-induced martensite benammen elastyske deformation, mei in Young's modulus fan likernôch 60 GPa, en feroaret dan werom nei austenyt. Troch yntegraasje is it groeitempo fan wurgensbarsten fan strukturele materialen oanpast oan 'e útdrukking fan' e machtwet fan Parys-type.
Fig.1 BSE ôfbylding fan Ni50.3Ti29.7Hf20 hege temperatuer foarm ûnthâld alloy en grutte ferdieling fan okside dieltsjes
Ofbylding 2 TEM ôfbylding fan Ni50.3Ti29.7Hf20 hege temperatuer foarm ûnthâld alloy nei waarmte behanneling by 550 ℃ × 3h
Fig. 3 De relaasje tusken J en da / dN fan meganyske wurgens crack groei fan NiTiHf DCT eksimplaar by 180 ℃
Yn 'e eksperiminten yn dit artikel is bewiisd dat dizze formule kin passe by de wurgens crack groei rate gegevens fan alle eksperiminten en kin brûke deselde set fan parameters. De machtswet-eksponint m is sawat 2,2. Fatigue fracture analyze lit sjen dat sawol meganyske crack propagaasje en driuwende crack propagaasje binne quasi-cleavage fraktueren, en de faak oanwêzigens fan oerflak hafnium okside hat aggravated de crack fuortplanting ferset. De krigen resultaten litte sjen dat in inkele empiryske macht wet útdrukking kin berikke de fereaske oerienkomst yn in breed skala oan laden betingsten en geometryske konfiguraasjes, dêrmei in unifoarme beskriuwing fan de thermo-meganyske wurgens fan foarm ûnthâld alloys, dêrmei skatting de driuwende krêft.
Fig. 4 SEM-ôfbylding fan 'e breuk fan NiTiHf DCT-eksimplaar nei 180 ℃ meganyske wurgens crack groei eksperimint
Ofbylding 5 Fraktuer SEM-ôfbylding fan NiTiHf DCT-eksimplaar nei it riden fan wurgenskreakgroei-eksperimint ûnder konstante biaslast fan 250 N
Gearfetsjend, dit papier fiert suver meganyske en driuwende wurgens crack groei eksperiminten op nikkel-rike NiTiHf hege temperatuer foarm ûnthâld alloys foar de earste kear. Op grûn fan syklyske yntegraasje wurdt in Paris-type macht-wet crack groei ekspresje foarsteld om te passen by de wurgens crack groei taryf fan elk eksperimint ûnder ien parameter
Post tiid: Sep-07-2021